CN104967855B - 一种适用于监控视频的编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种适用于监控视频的编码方法，首先，利用背景建模技术建立背景帧；其次，把视频帧分割为前景区域和背景区域，并进行背景替换，把视频帧的背景区域替换成背景帧的对应区域，即空间位置相同的区域；最后把背景替换后的监控视频帧送入编码器进行编码。由于相邻两帧之间背景区域的各像素值相同，在帧间编码时，编码器无需对背景区域进行编码。因此，本发明可在保证前景目标客观质量的前提下，大大提高监控视频编码的压缩效率，降低编码的计算复杂度，可广泛地应用于视频监控系统。

Description

一种适用于监控视频的编码方法

技术领域

本发明涉及视频编解码领域，尤其涉及一种适用于监控视频的编码方法，可应用于智慧城市、安防等领域中监控视频的编码。

背景技术

随着“智慧城市”的建设，视频监控将逐渐覆盖各种重要场合，几千万的高清摄像头将为城市公共安全及突发事件应急处理提供重要的数据支撑。视频监控技术经历了从模拟到数字化、网络化的过程后，目前正向高清化、智能化迈进。随着监控视频数据量的暴增，如何根据监控视频的特点对其进行压缩编码以提高压缩效率成为“智慧城市”必须解决的一个重要问题。

最新国际视频编码标准HEVC(High Efficiency Video Coding)编码效率比上一代国际视频编码标准H.264提高一倍，为智能监控视频编码带来新的发展契机。然而现有的视频编码方法基本上都是围绕着如何提高视觉质量这一主题展开的，与视频监控所关心的前景目标的行为感知及突发事件检测这一目标尚有较大的距离。因此，针对监控视频的特点，研究适用于监控视频的编码方法，在提高监控视频压缩比的同时降低其计算复杂度，具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于监控视频的编码方法，针对视频监控关心的是前景目标的行为感知及突发事件检测这一特点，在保证监控视频前景质量不变的前提下，有效地提高监控视频的编码效率、降低计算复杂度。

本发明一种适用于监控视频的编码方法，包括如下步骤：

步骤1、对输入监控视频利用背景建模技术得到背景帧；

步骤2、对输入监控视频的每个视频帧，实施如下步骤：

步骤2.1、视频分割

利用视频分割技术把视频帧分割为前景区域和背景区域，对它们做标记并加以区分；

步骤2.2、背景替换

视频帧的前景区域保持不变，背景区域用步骤1获得的背景帧进行对应区域替换；

步骤2.3、编码

调用视频编码程序对背景替换后的输入监控视频进行编码。除I帧外，对于当前帧和参考帧像素值相同的预测单元，通常视频编码程序会采用跳过模式，不对其进行编码，即视频编码程序不对背景区域进行编码；

步骤3、如需要进行背景帧更新转步骤1，否则转步骤2继续对下一输入视频帧进行编码。

本发明的主要优点是：

1、方案简单易行。只需在编码器前端加入背景建模、视频分割和背景替换模块，对编码器内部结构不需要做任何改变；

2、灵活性强。所采用的背景建模技术、视频分割技术、背景替换技术和编码器类型均可以根据实际需要灵活选择；

3、由于在预测及重建过程中没有用到背景帧，因此无需对背景帧进行单独编码传输。由于相邻两帧之间公共背景区域的像素值相同，残差为零，在帧间编码时，编码器会采用跳过(SKIP)模式，无需对这些背景区域进行编码。因此，本发明具有高压缩比、低复杂度的特点。

附图说明

图1为本发明的工作原理示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出一种适用于监控视频的编码方法，具体包括如下步骤：

步骤1、对输入监控视频，利用基于混合高斯模型(Gaussian Mixture Model，GMM)的背景建模技术得到背景帧；

步骤2、对输入监控视频的每个视频帧，实施如下步骤：

步骤2.1、视频分割

利用基于图割(Graph Cuts)的视频分割技术把视频帧分割为前景区域和背景区域，对它们做标记并加以区分；

步骤2.2、背景替换

视频帧的前景区域保持不变，背景区域用步骤1获得的背景帧进行对应区域替换；

步骤2.3、编码

调用HEVC编码程序对背景替换后的输入监控视频进行编码，除I帧外，对于当前帧和参考帧像素值相同的预测单元(Prediction Unit，PU)，HEVC帧间编码将采用跳过模式，不对其进行编码，即HEVC编码程序不对背景区域进行编码；

步骤3、如需要进行背景帧更新转步骤1，否则转步骤2继续对下一输入视频帧进行编码。

以上所述，仅是本发明较佳实施案例而已，并非对本发明的技术范围做任何限制，故凡是依据本发明方案的实质对以上内容所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种适用于监控视频的编码方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、对输入监控视频利用背景建模技术得到背景帧；

步骤2、对输入监控视频的每个视频帧，实施如下步骤：

步骤2.1、视频分割

利用视频分割技术把视频帧分割为前景区域和背景区域，对它们做标记并加以区分；

步骤2.2、背景替换

视频帧的前景区域保持不变，背景区域用步骤1获得的背景帧进行对应区域替换；

步骤2.3、编码

调用视频编码程序对背景替换后的输入监控视频进行编码，除I帧外，对于当前帧和参考帧像素值相同的预测单元，视频编码程序采用跳过模式，不对其进行编码，即视频编码程序不对背景区域进行编码；

步骤3、如需要进行背景帧更新转步骤1，否则转步骤2继续对下一输入视频帧进行编码。